Una miniemulsión (también conocida como nanoemulsión ) es un caso especial de emulsión . Se obtiene una miniemulsión cizallando una mezcla que comprende dos fases líquidas inmiscibles (por ejemplo, aceite y agua), uno o más tensioactivos y, posiblemente, uno o más cotensioactivos (ejemplos típicos son hexadecano o alcohol cetílico).
Nota 1 : Las miniemulsiones suelen estabilizarse frente a la degradación por difusión (maduración de Ostwald (ref. [1] )) mediante un compuesto insoluble en la fase continua .
Nota 2 : La fase dispersa contiene estabilizadores mixtos, por ejemplo, un tensioactivo iónico, como dodecilsulfato de sodio ( n -dodecilsulfato de sodio) y un alcohol de cadena alifática corta ("co-tensioactivo") para estabilidad coloidal, o un insoluble en agua. compuesto, tal como un hidrocarburo ("co-estabilizador" llamado frecuentemente e incorrectamente "co-tensioactivo") que limita la degradación por difusión. Las miniemulsiones suelen ser estables durante al menos varios días. [2]
Polimerización en miniemulsión : La polimerización de una mini-emulsión de monómero en el que todos de la polimerización ocurre dentro preexistentes partículas de monómero sin la formación de nuevas partículas. [3]Hay dos tipos generales de métodos para preparar miniemulsiones: métodos de alta energía y métodos de baja energía. Para los métodos de alta energía, el cizallamiento se produce normalmente mediante la exposición a ultrasonidos de alta potencia [4] [5] [6] de la mezcla o con un homogeneizador de alta presión , que son procesos de alta cizalla. Para los métodos de baja energía, la emulsión de agua en aceite generalmente se prepara y luego se transforma en una miniemulsión de aceite en agua cambiando la composición o la temperatura. La emulsión de agua en aceite se diluye gota a gota con agua hasta un punto de inversión o se enfría gradualmente hasta una temperatura de inversión de fase . El punto de inversión de la emulsión y la temperatura de inversión de fase provocan una disminución significativa en la tensión interfacial entre dos líquidos, generando así gotitas de aceite muy diminutas dispersas en el agua. [7]
Las miniemulsiones son cinéticamente estables pero termodinámicamente inestables. El aceite y el agua son de naturaleza incompatible y la interfaz entre ellos no se ve favorecida. Por lo tanto, dado un tiempo suficiente, el aceite y el agua en miniemulsiones se separan nuevamente. Varios mecanismos como la separación gravitacional, la floculación , la coalescencia y la maduración de Ostwald provocan inestabilidad. [8] En un sistema de miniemulsión ideal, la coalescencia y la maduración de Ostwald se suprimen gracias a la presencia del tensioactivo y el cotensioactivo. [4] Con la adición de tensioactivos , se obtienen entonces gotitas estables , que normalmente tienen un tamaño entre 50 y 500 nm.
Las miniemulsiones tienen una amplia aplicación en la síntesis de nanomateriales y en las industrias farmacéutica y alimentaria. Por ejemplo, los procesos basados en miniemulsiones están, por tanto, especialmente adaptados para la generación de nanomateriales . Existe una diferencia fundamental entre la polimerización en emulsión tradicional y una polimerización en miniemulsión. La formación de partículas en el primero es una mezcla de nucleación micelar y homogénea , las partículas formadas a través de miniemulsión, sin embargo, se forman principalmente por nucleación de gotitas. En la industria farmacéutica, las gotas de aceite actúan como pequeños recipientes que transportan medicamentos insolubles en agua, y el agua proporciona un ambiente suave que es compatible con el cuerpo humano. Además, las miniemulsiones que llevan fármacos permiten que los fármacos cristalicen en un tamaño controlado con una buena velocidad de disolución. Finalmente, en la industria alimentaria, las miniemulsiones no solo se pueden cargar con nutrientes insolubles en agua, como el betacaroteno y la curcumina , sino que también mejoran la digestibilidad de los nutrientes. [7]
Referencias
- ^ Richard G. Jones; Edward S. Wilks; W. Val Metanomski; Jaroslav Kahovec; Michael Hess; Robert Stepto; Tatsuki Kitayama, eds. (2009). Compendio de terminología y nomenclatura de polímeros (Recomendaciones de la IUPAC 2008) ("El Libro Morado") . Publicaciones RSC. ISBN 978-1-84755-942-5.
- ^ Slomkowski, Stanislaw; Alemán, José V .; Gilbert, Robert G .; Hess, Michael; Horie, Kazuyuki; Jones, Richard G .; Kubisa, Przemyslaw; Meisel, Ingrid; Mormann, Werner; Penczek, Stanisław; Stepto, Robert FT (2011). "Terminología de polímeros y procesos de polimerización en sistemas dispersos (Recomendaciones IUPAC 2011)" (PDF) . Química pura y aplicada . 83 (12): 2229–2259. doi : 10.1351 / PAC-REC-10-06-03 .
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- ^ a b Mason TG, Wilking JN, Meleson K, Chang CB, Graves SM, "Nanoemulsiones: formación, estructura y propiedades físicas", Journal of Physics: Condensed Matter, 2006, 18 (41): R635-R666
- ^ Peshkovsky A, Peshkovsky S, "Teoría de la cavitación acústica y principios de diseño de equipos para aplicaciones industriales de ultrasonido de alta intensidad", Investigación y tecnología de física, Nova Science Pub. Inc., 31 de octubre de 2010, ISBN 1-61761-093-3
- ^ "Nanoemulsiones translúcidas de aceite en agua", Industrial Sonomechanics, LLC, 2011
"Nanoemulsiones utilizadas para la nutrición parenteral", Industrial Sonomechanics, LLC, 2011
"Liposomas portadores de fármacos y nanoemulsiones", Industrial Sonomechanics, LLC, 2011 - ^ a b Gupta, Ankur; Eral, H. Burak; Hatton, T. Alan; Doyle, Patrick S. (2016). "Nanoemulsiones: formación, propiedades y aplicaciones" . Materia blanda . 12 (11): http://pubs.rsc.org/-/content/articlehtml/2016/sm/c5sm02958a . doi : 10.1039 / C5SM02958A . hdl : 1721,1 / 107439 . PMID 26924445 .
- ^ Jafari, Seid Mahdi; McClements, D. Julian (2018). Nanoemulsiones: formulación, aplicaciones y caracterización 1ª edición . Prensa académica. pag. 10. ISBN 978-0128118382.